Численность тех или иных видов организмов в биоценозе изменяется по годам: время от времени возникают периоды их высокой численности (в энтомологии - вспышки массового размножения, в фитопатологии - эпифитотии), или резкого уменьшения численности (периоды депрессии). На это явление человек обратил внимание в глубокой древности. Факты неожиданных массовых нашествий насекомых и грызунов приводили еще в летописях, трудах древних историков и путешественников. Известные отечественные и зарубежные биологи отмечали важность изучения механизмов изменений численности и подчеркивали «загадочность» этого явления. Так, еще Чарльз Дарвин писал: «... мы приходим к выводу, что большая или малая численность данного вида определяется причинами, совершенно не поддаются нашей оценке ». Эти слова Ч. Дарвина уже второе столетие подряд остается актуальным. В 1950 г. известный специалист в области прогнозов численности вредных организмов И.Я. Поляков отмечал: «До сих пор еще нет объяснений, которые всесторонне раскрывали причины колебания численности».

 

Позже эту же мысль высказывали такие авторитетные энтомологи как Д.Ф. Руднев, А.И. Воронцов, Г.А. Викторов, Е.М. Белецкий, С.А. Трибель и другие.

 

В течение следующих 20-30 лет предприняты попытки применить принципы кибернетики, прежде теории информации, для анализа конкретных биоценозов. Обзор этих работ сделал Г.А. Викторов в своей известной монографии «Проблемы динамики численности насекомых на примере вредной черепашки» (1967), которая стала для многих специалистов, работающих в области биометоду, настольной книгой. Г.А. Викторов подчеркивал, что особый интерес для вопросов, связанных с динамикой численности, имеет принцип отрицательного обратной связи - необходимой предпосылки всех систем, саморегулирующиеся. Из этого принципа вытекает, что регулятор получает информацию о ходе, который регулируется, на основании чего меняет свое регулирующее воздействие. Однако некоторые известные специалисты по методологии организации биосистем на основании логического анализа пришли к выводу, что все известные попытки применить идеи кибернетики к анализу биоиенотичних образований не имели успеха. Это объясняется тем, что принципы кибернетики экстраполируются на системы, в организации которых эти принципы не действуют. Биоценоз является системой с динамической, а не информационной регуляцией. Система, рассматривается, построена по скелетным принципу и не центров управления и свойственных им специальных регуляторов и поэтому здесь нет цепей обратной связи. «Попытки применить понятие обратной связи в биоценоза, - отмечает М.И. Сетров (1971), свидетельствуют также и о нечеткое понимание самой сути обратной связи, когда последний отождествляется с взаимодействием вообще и функциональной связью частности. Очевидно, что любой обратная связь есть взаимодействие между элементами системы, но не любая их взаимодействие обратной связью ».

 

Обратной связью можно считать лишь такое взаимодействие между системами или их элементами, когда изменение одной системы или ее элементов, обусловливает изменение другой, а это в свою очередь приводит к изменению первой и т. д. на основе движения в цепи взаимодействия информации. Сама информация определяется при наличии усиления, непропор-циональности и эффекта действия.

 

Регулятивные системы динамики численности организмов разделяют на два типа: регуляции с усилиями и регуляции без усилий. В первой системе взаимодействие носит информационный характер, во второй - динамический. Только в информационных регуляторах есть обратная связь и это определяется наличием замкнутого канала связи и эффекта усиления.

 

Биоценоз регулируется на основе динамического ряда и взаимодействие между его элементами имеет динамический характер, что подтверждается примерами известного биоценолога В.Д. Александровой.

 

Пример 1. Фитоценоз регулирует свои параметры лимитированием воды или минеральных веществ. Здесь прослеживается прямое действие нехватки воды, что и ограничивает возможный прирост биомассы фитоценоза по принципу обратной связи.

 

Пример 2. Животные-фитофаги в биоценозе, поедая растения, ограничивают размеры сообщества. Это можно было бы считать аналогом обратной связи по учету влияния ограничения самих растений на количество животных. Такая регуляция осуществляется во всех биоценозах и это является одной из важнейших форм саморегуляции систем такого типа. Однако она имеет динамический характер, а связь между ее отдельными элементами является функциональным, поскольку практически невозможно установить, какая из подсистем регулирует другую. В контексте этих представлений становится понятной методологическая ошибка научных концепций по вопросам динамики численности насекомых как 1.Я. Полякова, так и Т.А. Викторова.

 

Сторонники теории И.Я. Полякова считают, что главной причиной массового появления некоторых видов фитофагов или сорняков в агробиоценозах чрезвычайно благоприятные условия для развития популяции, обеспечиваются самой технологии современного земледелия. Положения концепции Г.А. Викторова объясняли причины массовых размножены некоторых видов позвоночных животных и насекомых частности динамикой связей между продуцентами и редуцентами 1-го и 2-го уровней - то есть фитофагами и зоофагамы. Однако такая связь также имеет динамический характер, где трудно определить, какая подсистема регулируемой.

 

Если отождествлять понятия обратной связи с понятием взаимодействия, то приведенные примеры достаточно иллюстративными. Однако в этом случае понятие обратной связи теряет свое значение. Оно ничего не добавляет к содержанию понятий взаимодействия и функциональной связи.

 

Понятие обратной связи нельзя применять к явлениям саморегуляции биоценоза еще и потому, что отношения и связи между его элементами многократно пересекаются.

 

Один из идеологов применения кибернетики для объяснения биологических процессов - Р. Эшби считает: если между элементами системы есть хотя бы две различные формы связи, то понятие обратной связи в данном случае теряет смысл (Сетров, 1971).

 

Последнее время утвердилась принципиально новая теория, объясняющая причины массового размножения вредных насекомых зависимости от воздействия солнечных ритмов на земные биологические процессы (Чижевский, 1995).

 

На современном этапе концептуальной основой такой теории связь, взаимодействие и синхронизация популяционных, космических, климатических и трофических циклов во времени (Белецкий, 1997; Трибель, 1990).

 

Вместе с тем в системах, подобных биоценоза, элементы разного уровня развития и иерархического порядка оказываются взаимосвязанными и взаимозависимыми. их анализ возможен лишь по принципу выделения систем связей и их иерархий. При этом один и тот же объект окажется «элементом» очень удаленных от него пространственно систем и будет занимать в разных системах разные уровни. Методологической основой такого анализа должны быть принципы различных иерархий (пространственный, генетический и другие). Современная таксономическая классификация организмов осуществляется по принципу генетической иерархии. Однако для анализа связей в биоценозе она уже непригодна. Основным методом здесь, видимо, должно быть установление системы уровней функциональных зависимостей, зная которые можно рационально влиять на эту систему с целью ее преобразования в требуемом направлении.

 

Самые функциональные зависимости могут иметь ряд подразделений. Основным разделением функциональных зависимостей организмов являются отношения между автотрофы и гетеротрофы и, соответственно, между организмами внутри одной и разных групп.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+